基于plc行車控制設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

PAGEPAGE211前言1.1選題的必要性隨著當今工業(yè)的發(fā)展，我們越來越依賴于流水線作業(yè)。對于像我國這樣的“世界工廠”而言那就更應(yīng)該實現(xiàn)生產(chǎn)的流水線自動化作業(yè)。在我國工業(yè)生產(chǎn)中，輕工業(yè)的流水線作業(yè)地發(fā)展是非常迅速的。但對于重工業(yè)而言，卻不是如此。要實現(xiàn)重工業(yè)的流水線作業(yè)，首先要解決的一個問題，便是工件在生產(chǎn)過程中拖動問題。對與輕工業(yè)而言，我們可以用傳送帶來完成。但對于重工業(yè)而言，用傳送帶傳送工件，則不太實用。首先找重工業(yè)中所加工的產(chǎn)品，都是一些大型的工件，所以傳送帶的拖動力達到。其次，傳送帶傳送大型工件，需要占據(jù)較大的地面操作空間。最后，大型工件在地面移動過程中，對生產(chǎn)工人的安全，也構(gòu)成了一定的威脅。鑒于此，我們在生產(chǎn)車間中，廣泛采用行車起吊裝置，即節(jié)省了地面操作空間，有提高了安全性。但是，我們現(xiàn)在的許多起吊行車都是有人工控制。這仍然達不到自動化生產(chǎn)的要求。所以，本課題的研究著重于解決這一個問題，并將對現(xiàn)有行車的改造作為重點。以求向自動化的生產(chǎn)邁進一步。從而提高生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)效益、改善生產(chǎn)環(huán)鏡等。1.2選題的依據(jù)本課題的選擇來源于生產(chǎn)。我之所以選擇本課題的原因有四點：第一點，我曾于2009年暑假期間，在自貢川潤股份有限責任公司實習(xí)過起重工這個職業(yè)。所以我對起重行車的一些控制過程比較熟悉，同時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在人工控制的行車也確實存在著許多缺陷，特別是越來越不能滿足當今自動化生產(chǎn)作業(yè)的要求。第二點是，我對于自己本專業(yè)的學(xué)習(xí)。其中很重要的一門專業(yè)課便是《電氣控制與PLC的應(yīng)用》，它為我在控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計方面奠定了堅實的基礎(chǔ)。在諸多的專業(yè)課程中還有《電子電工基礎(chǔ)》、《傳感器原理及應(yīng)用》、《維修電工實訓(xùn)》《CAD制圖》等課程，都為我在線路設(shè)計、控制柜設(shè)計、行程開關(guān)的選擇以及圖紙的制作上奠定里基礎(chǔ)。第三點，是有王賽老師的鼎力支持。對我所欠缺的許多東西（思維方式、論文格式等），他都給予了極大的支持。第四點，學(xué)院圖書館的藏書，它為我的設(shè)計提供了極大的資料查閱支持。這以上四點是我制作此設(shè)計的依據(jù)。除這四點以外還有其他的一些原因，例如網(wǎng)路、同學(xué)的幫助等。2行車自動控制的工藝流程2.1行車自動控制的工藝流程2.1.1起重行車在工廠的應(yīng)用在當今工業(yè)中，我們常用的起重機根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為:梁式起重機、橋式起重機、流動起重機、懸臂起重機、龍門起重機、塔式起重機、纜索起重機船式起重機運載橋等。在這里僅簡單介紹梁式起重機、橋式起重機、流動式起重機、龍門起重機、懸臂起重機、塔式起重機。1.梁式起重機：梁式起重機主要包括單梁式起重機和雙梁式起重機；梁式起重機（見圖2—1）：其橋架的主梁多才用工字型鋼或鋼板的組合截面。起重小車常為手拉葫蘆、電動葫蘆或用葫蘆作為起升機構(gòu)部件裝配而成。有橋架支撐式和懸掛式兩種，前者沿車梁上的起重機軌道運行；后者的橋架沿懸掛在廠房屋架下的起重機軌道運行。單梁橋式起重機分為手動、電動兩種。手動單梁式起重機各機構(gòu)的工作速度較低，起重也相對較小，但自身重量小，便于組織生產(chǎn)，成本低，用于無電源后搬運量不大，對速度與生產(chǎn)圖2-1梁式起重機圖2-2雙橋式起重機率要求不高的場合。手動單梁橋式起重機采用手動單軌小車作為運行小車，用手拉葫蘆作為起升機構(gòu)，橋架由主梁和端梁組成。主梁一般采用單根工字鋼，端梁則用型鋼或壓彎成型的鋼板焊接而成。電動膽量橋式起重機的工作速度較低、生產(chǎn)率較手動的高，起重量也較大。電動單梁橋式起重機由橋架、大車運行機構(gòu)、電動葫蘆及電氣設(shè)備等部分組成。雙梁橋式起重機（見圖2-2）：由直軌、起重機主梁、起重小車、送電系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成，特別適合于大懸掛和大起重量的平面范圍物料輸送。由于其結(jié)構(gòu)形式和起吊重量大所以也可以說它是橋式起重機。橋式起重機分單梁式和雙梁橋式，而梁式起重機則無此分類。橋式起重機與梁式起重機起重量不同，梁式是5t及以下，橋式是5t及以上。所以在此對橋式起重機不做過多的介紹。2.流動起重機：流動起重機主要包括汽車式起重機、輪式起重機、鏈帶式起重機、全地形起重機、越野式起重機。在此僅介紹我們常見的汽車式起重機。圖2-3汽車式起重機圖2-4懸臂式起重機汽車式起重機（見圖2-3）：汽車式起重機就是把起重機安裝在載重汽車底盤上的一種起重機。近年來由于汽車載重能力的不斷提高，各種專門的汽車底盤的產(chǎn)生，使得大噸位的汽車式起重機不斷的出現(xiàn)，同時由于液壓機構(gòu)被廣泛的用在汽車起重機上，用高強度鋼材作為起重機的臂桿，使它無論在操作上還是在使用性能上都具備了很多的優(yōu)越性。因此汽車式起重機是目前使用較為廣泛的一種起重機。3．懸臂起重機（見圖2-4）：起重機由立柱，回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置及電動葫蘆組成，立柱下端通過地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上，由擺線針輪減速裝置來驅(qū)動懸臂回轉(zhuǎn)，電動葫蘆在懸臂工字鋼上作左右直線運動，并起吊重物。懸臂式起重機主要包括；立柱式、壁掛式、平衡起重機三種形式。4．龍門式起重機（見圖2-5）：水平橋架設(shè)置在兩條支腿上成門架形狀的一種橋架型起重機。龍門式起重機主要包括軌道式和輪胎式兩種。但現(xiàn)在工廠中多用的圖2-5龍門式起重機圖2-6塔式起重機是軌道式起重機。因為軌道式龍門起重機能適應(yīng)工廠的惡劣環(huán)境。而輪胎式則相對遜色些。5.塔式起重機（見圖2-6）:塔式起重機是動臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機。作業(yè)空間大，主要用于建筑施工中物料的垂直水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動臂和底座等。工作機構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走四部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。在當今自動化流水線作業(yè)的工廠中，由于起吊的工件較大，重量也重，且要求能夠配合流水線作業(yè)。所以選擇梁式起重機為研究重點。選擇梁式起重機的原因有以下四點：首先，它在現(xiàn)在的工廠中應(yīng)用較為普遍，對其進行改造，具有普遍性。其次，它即可實現(xiàn)工件的定位起重裝卸，又可實現(xiàn)工件在各個位置的位移，，從而達到加工工位間的銜接要求。再次，其搬運工件的路線，可從工廠的上層空間行走，節(jié)約了地面加工的操作空間。最后，由于工件的搬運只在工廠上層空間運動，對地面加工工人的安全也多提供了一份保障。在后文中僅以河南省宏業(yè)起重設(shè)備有限公司生產(chǎn)的qd型5-50/10噸吊鉤橋式起重機作為實列進行分析設(shè)計。2.1.2自動化行車的應(yīng)用自動化是指機器或裝置在無人干預(yù)的情況下，按照規(guī)定的程序或指令自動進行操作或控制的過程，其目標是穩(wěn)、準、快。自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸?shù)确矫?。采用自動化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣危險的工作中解救出來，而且能擴展人的適應(yīng)能力，極大的提高勞動生產(chǎn)率，增強人認識世界、改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。自動化的起重行車，不僅具有傳統(tǒng)行車所具有的功能，更具備有自動控制的能力。它能實現(xiàn)精確的點到點的控制，能滿足流水線作業(yè)的要求，它能自動將工件從上一個加工工位搬運到下一個加工工位，以此而往復(fù)，并以加工工序為基準。如若加工工序有變或加工產(chǎn)品有變，可通過更改程序來改變運行的路線。加少人力，提高產(chǎn)品一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更適合大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率，改善工作環(huán)境等。2.2控制方案的選擇2.2.1自動化控制常用的方法在當今生產(chǎn)中，常用的自動控制方案有三種：繼電器控制、單片機控制、PLC控制。在當今工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。繼電器控制是利用各種繼電器元件，進行邏輯組合實現(xiàn)邏輯控制，實質(zhì)上也是一種傳遞信號的電器，它可根據(jù)輸入的信號達到不同的控制目的。它能適應(yīng)較差的工作環(huán)境，但繼電器控制存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)能力差的缺陷越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)的要求。單片微型計算機簡稱單片機，又稱為為控制器所謂單片機就是一塊半導(dǎo)體芯片上集成了CPU、存儲器、輸入輸出接口、定時器、計算器等功能部件的微型計算機。單片機的特點是集成度高、可靠性高、易擴展、控制功能強以及體積小、價格便宜等。但是單片機只能在較好的環(huán)境下工作，對環(huán)境的適應(yīng)能力差，抗干擾能力不強。它主要應(yīng)用在家電產(chǎn)品中，被作為核心控制器。PLC就是可變成控制器的簡稱，它是在電氣控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。其具有應(yīng)用靈活、擴展性好、操作方便、適應(yīng)能力強等特點，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣控制領(lǐng)域。由于絕大多數(shù)的起重機行車都在比較惡劣（高溫、粉塵、噪聲等）的環(huán)境中工作，所以根據(jù)行車工作的這一特性，在設(shè)計中選擇用PLC來做核心控制器。因為PLC具有抗干擾能力強、可靠性高且體積小、重量輕、能耗低、功能完善、通用性強等特點，是其它控制方式所不能企及的。3電氣控制部分3.1電氣控制系統(tǒng)的原理電氣系統(tǒng)分為電氣控制流程、主電路、和控制電路三部分。其分別講了控制的整個過程以及主電路的工作原理和控制電路的工作原理。3.1.1電氣控制流程在工廠中一般都根據(jù)加工工藝流程而將車間劃分為多個工段或加工區(qū)域，在自動化流水線作業(yè)的工廠中，則劃分的更加詳細。下面就將一水冷壁車間劃分為五個加工區(qū)域來分析。將水冷壁車間劃分五個工作區(qū)見圖3-1，在圖中工作區(qū)一是原材料區(qū)，產(chǎn)品的各原材料堆放于此。工作區(qū)二是焊接加工區(qū)，工作區(qū)三是出廠檢驗區(qū)，工作區(qū)四則是噴涂加工區(qū)，工作區(qū)五是產(chǎn)品裝車入庫區(qū)。圖3-1水冷壁車間示意圖起重行車采用的是自動順序控制，而自動順序控制需要一系列的開關(guān)輸入，在本系統(tǒng)中，所用到的I/O輸入輸出見表3-1。表中共列出了16個位開關(guān)和3個按鈕開關(guān)的輸入以及9個輸出。16個位開關(guān)分別控制了大車、小車以及起重裝卸的各個位置。9個輸出則控制行車工作的起動、停止以及制動。控制大小車前進后退，以及起重機上升下降和制動。I/輸入開關(guān)名稱開關(guān)所在位置O/輸出輸出控制內(nèi)容I0.0SB1控制柜Q0.0大車前進I0.1SQ1大車前進到工作區(qū)一的位開關(guān)Q0.1小車左行I0.2SQ2小車到達工作區(qū)一的位開關(guān)Q0.2吊鉤下放I0.3SQ3工作區(qū)一裝卸高度位開關(guān)Q0.3吊鉤上升II0.4SQ4工作區(qū)一安全運行高度位開關(guān)Q0.4小車右行I0.5SQ5大車前進到工作區(qū)二的位開關(guān)Q0.5大車后退I0.6SQ6工作區(qū)二裝卸高度位開關(guān)Q0.6大車制動I0.7SQ7工作區(qū)二安全運行高度位開關(guān)Q0.7小車制動I1.0SQ8小車右行到達工作區(qū)三位開關(guān)Q1.0起重機制動I1.1SQ9工作區(qū)三裝卸高度位開關(guān)I1.2SQ10工作區(qū)三安全運行高度位開關(guān)I1.3SQ11大車前進到工作區(qū)四的位開關(guān)I1.4SQ12工作區(qū)四裝卸高度位開關(guān)I1.5SQ13工作區(qū)四安全運行高度位開關(guān)I1.6SQ14小車左行到達工作區(qū)五位開關(guān)I1.7SQ15工作區(qū)五裝卸高度位開關(guān)I2.0SQ16工作區(qū)五安全運行高度位開關(guān)I2.1SQ17返回待工作區(qū)位開關(guān)I2.2SB2控制柜I2.3SB3控制柜表3-1I/O分配表起重行車的控制流程見圖3-2。在圖中按下啟動，行車則自動按設(shè)計好的程序工作。在水冷壁車間中，行車的工作流程大概是這樣：按下啟動按鈕I0.0，大車向工作區(qū)一運動（Q0.0），到達工作區(qū)一，啟動位開關(guān)I0.1，大車制動（Q0.6），小車向工作區(qū)一運動（Q0.1),到達工作區(qū)一，啟動位開關(guān)I0.2,小車制動(Q0.7),吊鉤下降（Q0.2），起重機制動松開，達到裝卸高度啟動為開關(guān)I0.3，起重機制動器制動（Q1.0）啟動延時T37，延時時間到，吊鉤上升（Q0.3），制動器松開，達到安全運行高度，碰到位開關(guān)I0.4，啟動制動（Q1.0），啟動延時T38（穩(wěn)定工件），延時時間到，大車向前運動（Q0.0），到達工作區(qū)二，碰到位開關(guān)I0.5，啟動大車制動器，吊鉤下放（Q0.2），起重機制動器松開，達到裝卸高度，啟動位開關(guān)I0.6，起重機制動器制動（Q1.0），啟動延時T39（裝到達工作區(qū)一，完成裝卸到達工作區(qū)一，完成裝卸到達工作區(qū)二，完成裝卸到達工作區(qū)三，完成裝卸到達工作區(qū)四，完成裝卸開始到達工作區(qū)五，完成裝卸。繼續(xù)工作左走，否則上走圖3-2空控制流程圖卸工件），延時結(jié)束，吊鉤上升（Q0.3），起重機制動器松開，達到安全運行高度，啟動位開關(guān)I0.7，制動器制動（Q1.0），啟動延時T40（穩(wěn)定工件），小車制動器松開，小車向右行駛（Q0.4），到達工作區(qū)三，啟動位開關(guān)I1.0，小車制動（Q0.7），吊鉤下降（Q0.2),吊鉤制動松開，達到裝卸高度啟動位開關(guān)I1.1，起重機制動（Q1.0），啟動延時T41，完成裝卸延時結(jié)束，吊鉤上升（Q0.3），起重制動松開，達到安全運行高度，啟動I1.2，起重機制動（Q1.0），啟動延時T42，延時結(jié)束，大車制動松開，大車駛向工作區(qū)四（Q0.0），到達工作區(qū)四，啟動位開關(guān)I1.3,大車制動（Q0.6），吊鉤下降（Q.2），起重制動松開，到達裝卸高度，啟動I1.4,起重制動（Q1.0），啟動延時T43，完成裝卸延時結(jié)束，吊鉤上升（Q0.2），起重制動松開，到達安全運行高度，啟動I1.5,起重制動（Q1.0），啟動T44，延時結(jié)束，小車制動松開，小車駛向工作區(qū)五，到達工作區(qū)五，啟動I1.6，小車制動（Q0.7），吊鉤上升（Q0.2），起重制動松開，達到裝卸高度，啟動I1.7，起重制動(Q1.0),啟動延時T45，延時到，吊鉤上升，起重制動松開，達到安全運行高度，啟動I2.0，起重制動（Q1.0）,大車退回工作區(qū)一（Q0.5），若要停止工作，則按下I2.3，大車退回待工作區(qū)。若發(fā)生緊急情況，則按下急停I2.2。3.1.2主電路由于在行車起重系統(tǒng)中所使用的拖動電機容量大，會產(chǎn)生較大的電弧，所以主電路的通斷還是采用接觸器來實現(xiàn)。主電路的電氣原理圖見附錄一，在圖中共有五臺三相電動機，M1、M2是大車前進后退的動力源，M3、M4則是小車左右運動的動力源，M5則是起重機起重所需的動力源。電網(wǎng)電通過變壓器降為工業(yè)用電，從QS進入，經(jīng)過FU1-FU5，五個熔斷器的保護，經(jīng)由接觸器的主觸頭，來到最后一道保護FR1-FR5，五個熱繼電器的保護，最后到達目的電機。在主電路中，五臺電動機均采用正反轉(zhuǎn)控制，電機采用星型-三角形降壓啟動。主電路的工作原理：當閉合閘刀開關(guān)，外網(wǎng)電進入系統(tǒng)，若KM1、KM3閉合，則M1、M2正轉(zhuǎn)。KM2、KM4閉合M1、M2反轉(zhuǎn)。KM5、KM7閉合，M3、M4正轉(zhuǎn)。KM6、KM8閉合，M3、M4反轉(zhuǎn)。KM9閉合，M5正轉(zhuǎn)。KM10閉合，M5反轉(zhuǎn)。3.1.3控制電路控制電路附錄一，電路中最主要的控制器是PLC。外界電源經(jīng)過FU6的保護為PLC提供電源。各個位開關(guān)均采用24V電壓供電，并由PLC直接供電。圖中的1M、2M、3M是公共端，L+和M則是PLC自帶的DC24V電源。在PLC的另一端，則接的是PLC輸出Q0.0-Q1.0，以及KM1-KM15的15個線圈。KM1-KM10是M1-M5正反轉(zhuǎn)的接觸器，M11-M15是各個制動器的電磁線圈。在PLC各個零線端就近接地。用以提高PLC的抗干擾能力。3.2PLC型號的選擇在當今工業(yè)運用的PLC大概可分為以下三個廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品：一是三菱公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品：二是松下公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品：三是德國西門子公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品。由于西門子公司的產(chǎn)品在性價比上要求比其他的公司產(chǎn)品好，所以在本文中以西門子公司生產(chǎn)的PLC為核心控制器。西門子公司的PLC產(chǎn)品包括S7—200，S7—300，S7—400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機界面和工業(yè)軟件等。S7—200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)、各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7—200PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7—200PLC可提供基本型號的8種CPU。S7—300PLC是模塊化小型PLC系統(tǒng)，與S7—200相比其具備高速的指令運算速度等。S7—300PLC具備強大的通信功能，可通過編程軟件STEP7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單等。S7—400PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程控制器。S7—400PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別的CPU，并配有多種通用功能的模版。這使得用戶可以根據(jù)不同的需要來組合成不同的系統(tǒng)。當控制規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)脑黾右恍┠K，便能使系統(tǒng)升級并充分滿足需求。根據(jù)行車起重系統(tǒng)的需要，PLC采用單機控制，其所需要的點數(shù)也不多，綜合成本與性能的考慮，在這個系統(tǒng)中采用S7-200系列的PLC。具體型號S7-200CPU226，其輸入點數(shù)為24，輸出為16，同時還可以帶2個擴展模塊，248路數(shù)字I/O點數(shù)或35路模擬量I/O點，然而在笨設(shè)計中只需要20個輸入和5個輸出點數(shù)，所以S7-200CPU226完全能滿足設(shè)計的需要。如果在其他的應(yīng)用中需要怎加點數(shù)則可拓展模塊來實現(xiàn)。3.3S7-200的外部接線S7-200有一定數(shù)量的本機I/O，本機I/O有固定的地址?？梢杂脭U展I/O模塊來增加I/O點數(shù)，擴展安裝在CPU模塊的一端，其I/O點的地址由模塊的類型和模塊在同類I/O模塊鏈中的位置來決定。CPU分配給數(shù)字量I/O模塊的地址以字節(jié)為單位。其中未用的位不會分配給后續(xù)的模塊。S7-200PLC的外部接線采用0.5-1.5mm2的導(dǎo)線，導(dǎo)線要盡量成對使用，應(yīng)將交流線、電流大且變化大的直流線與弱電信號線分隔開，干擾嚴重時，還應(yīng)該設(shè)置浪涌抑制設(shè)備。在此系統(tǒng)中采用交流電源如如附錄一所示，用單刀開關(guān)將電源與PLC隔離開，用過電流設(shè)備保護CPU的電源和I/O電路。在設(shè)計中采用CPU226，它的24個輸入點分為三組，但在此系統(tǒng)中只用到了I0.0-I2.2。用來控制其在各個工位的停留和啟動急停等。它的16個輸出點，也只用到了其中的Q0.0-Q1.0。用來控制五個電機的正反轉(zhuǎn)。實現(xiàn)大車的進退，小車的右進左進，起重的上什下降。3.4控制柜的設(shè)計為了便于系統(tǒng)的安裝和維護，所以將各元件置于控制柜內(nèi)。各元器件在控制柜中的圖3-3控制柜內(nèi)元器件的位置示意圖圖3-4控制柜外表面示意圖位置如圖3-3所示。在圖中PLC置于控制柜上方，其左邊是外部電源與內(nèi)部元件的控制口，閘刀開關(guān)QS1和PLC的電源開關(guān)QS2。第二排的是FU6和SB1、SB2、SB3；FU6是控制電路的過電流保護器，SB1是啟動按鈕SB2則是急停按鈕。SB3是返回待工作區(qū)的按鈕?？刂乒竦牡谌攀荕1-M5的過電流保護器，F(xiàn)U1-FU5。第四排是控制五個電機的10個接觸器KM1-KM10。位于控制柜的最后一排則是M1-M5的五個熱繼電器FR1-FR5，為其提供過載保護。之所以這樣排列是為了降低干擾以及便于排線等因素。控制柜的外表面（見圖3-4）設(shè)有8個工作指示燈L1-L8和三個按鈕開關(guān)SB1、SB2、SB3。L1-L5分別是M1-M5工作指示燈。L6是控制電路的工作指示燈。L7是急停指示燈。SB1是啟動按鈕，SB2是急停按鈕，SB3是返回待工作區(qū)按鈕。3.5PLC程序的編制在本系統(tǒng)中，由于行車都是加工的順序來工作，所以程序也就是一步緊接一步。在編寫程序時采用梯形圖和語句表的方式來編寫，并采用順序設(shè)計法。首先要根據(jù)行車工作步驟，編寫順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖編寫程序（見附錄三）。語句表的編寫也是順序功能圖來編寫。4機械部分的設(shè)計4.1電器型號選擇在本系統(tǒng)中主要涉及的各個元器件有熔斷器、熱繼電器、刀開關(guān)、導(dǎo)線、以及接觸器的選擇。熔斷器的選擇主要是根據(jù)負載電流的大小來選擇熔斷器的型號。熱繼電器的選擇除考慮電流大小以外還綜合了負載的時間長短的因數(shù)。刀開關(guān)則是根據(jù)工作電壓、電流的大小來選擇。導(dǎo)線的型號是根據(jù)電流的大小和工作的環(huán)境來做的選擇。接觸器的選擇則是考慮了性能、接線、以及經(jīng)濟的綜合因數(shù)。各個元器件的型號及數(shù)量見表4-1.表4-1電器型號一覽表名稱型號數(shù)量熔斷器RT18-32X15個熔斷器RT18-10X2個熱繼電器JR335個三刀開關(guān)HS111個單刀開關(guān)HR31個控制電路導(dǎo)線1.5mm2400m主電路導(dǎo)線6mm2700m接觸器SJ-OG/DC24V10個4.2制動系統(tǒng)的設(shè)計本系統(tǒng)的制動主要是設(shè)計重物懸空，大小車停車時的制動，在本系統(tǒng)中采用圖4-2長行程電磁鐵制動器原理圖和結(jié)構(gòu)圖長行程電磁鐵制動器其原理圖和結(jié)構(gòu)圖見圖4-2.長行程電磁鐵制動器的工作原理是，通電時電磁鐵吸起水平杠桿，帶動主桿向上運動，迫使杠桿角板動作，兩個制動臂分別向左、右運動，帶動制動瓦塊松開制動輪。電磁鐵斷電時，主彈簧伸張，彈簧帶動套板向右移動，使杠桿角板做順時針轉(zhuǎn)動，使左、右制動臂帶著制動瓦塊抱住制動輪。它的驅(qū)動裝置是三相電磁鐵。電磁鐵通過杠桿系統(tǒng)來推動杠桿角板，帶動制動臂和制動瓦塊動作。長行程電磁鐵制動器的優(yōu)點是：制動力矩穩(wěn)定，安全可靠。大小車在工作時需要停車，則當大車電機斷電的瞬間接通大車制動器的電源，使其制動從而使大小車停車。在起重機上的制動則涉及到起重和放下重物是先啟動電機，還是先松開制器的問題。在起重時若先松開制動器則電機轉(zhuǎn)矩達不到制動的需要。會出現(xiàn)重物瞬間掉下，造成事故的危險，所以為保證安全，在起重時采用先起動電機，再松開制動器，在下放重物時也會涉及到同樣的問題。所以在下放重物時，也應(yīng)先啟動制動器，再給電機斷電。以防重物掉下造成事故。5調(diào)試運行5.1利用仿真軟件調(diào)試運行本程序的仿真是利用的S7-200的仿真軟件來進行見圖5-1.在仿真過程中出現(xiàn)了些問題輸入和輸出的錯誤，但在修改后仿真成功。5.2對程序的修改由于在仿真中出現(xiàn)了些錯誤，所以根據(jù)其錯誤的所在，將程序的輸入